2.6 Pentium系列微處理器

Pentium（普通奔騰）和Pentium Pro（高能奔騰）微處理器是Intel公司繼80486DX微處理器后新開發的微處理器芯片組。最初又稱Pentium微處理器為80586，稱Pentium Pro 微處理器為80686。Intel公司對新推出的微處理器芯片已不用80x86的稱謂，改用Pentium系列微處理器稱謂。業界認為微處理器已進入奔騰時代。Pentium微處理器對80486微處理器的體系結構進行了改進，并保證了軟件上與80486微處理器的向上兼容，從此微機進入Pentium時代。

1.Pentium微處理器

Pentium微處理器的特點如下：

① 數據總線從32位增加到64位。

② 有更快的協處理器、雙整型處理器以及分支預測邏輯。

③ 有更優化的高速緩存Cache結構。Cache由兩部分組成，8KB的數據Cache和8KB的指令Cache。

④ 有更快的指令處理速度，一個時鐘周期可執行兩條常用指令。

⑤ 增加了能完成多媒體信息處理的MMX指令。

2.Pentium Pro微處理器

Pentium Pro微處理器比Pentium微處理器的性能更好，除上述Pentium微處理器所具有的特點外，還具有如下特點：

① 除包含16KB的一級高速緩存（8KB的數據Cache和8KB的指令Cache）外，還包含256KB或512KB的二級高速緩存。

② 地址總線寬度為36，尋址空間增大為64GB。

3.PentiumⅡ微處理器

PentiumⅡ微處理器體系結構是Pentium Pro微處理器體系結構的擴展。加入了MMX技術，PentiumⅡ微處理器匯集了Pentium Pro和MMX的優點。

MMX（Multi-Media Extended）是Intel公司為提高微機的多媒體和通信處理能力而加入的一種新技術，是通過在Pentium Pro微處理器中增加8個64位寄存器和57條指令并且擴大了Cache容量來實現的。具有MMX技術的微處理器可以全面提高計算機的綜合性能。主要體現在采用SIMD（Single Instruction Multi Data）型指令，即用一條指令可以并行處理8個8位數據或4個16位數據或2個32位數據，加快了軟件運行速度；擁有集和運算功能，有利于向量或矩陣的計算；擁有飽和運算功能，使運算數據溢出時保持為最大值而不必進行溢出處理，提高了數據處理能力。

PentiumⅡ微處理器將 Pentium Pro體系結構中的內部Cache被移到PentiumⅡ微處理器的外部。另一個較大的變化是，PentiumⅡ微處理器沒有集成電路封裝形式，變為插入印制電路板形式，在板上帶有Cache。這樣微機的主板和微處理器可根據用戶的需要分別選配，使微機的升級更方便。

Intel公司從推出PentiumⅡ微處理器開始，根據不同需要和價格將微處理器分為3個檔次，即低價位微機用的賽揚微處理器（Celeron）、高性能微機用的奔騰微處理器（Pentium）和服務器用的至強微處理器（Xeon）。

Pentium Ⅱ微處理器核心包裝在SECC上，具有可靈活設計的母板結構。一級數據和指令Cache均擴展為16KB，二級Cache可擴展為256KB、512KB、1MB。

4.Pentium Ⅲ微處理器

Pentium Ⅲ微處理器采用0.25μm工藝使微處理器芯片集成度更高，主頻更快，各項性能更優。Pentium Ⅲ微處理器于1999年2月推出，初期芯片主頻為500MHz左右，最高時，芯片主頻可達165GHz，總線頻率為100/133MHz。

為了提高Pentium Ⅲ微處理器的整體性能，新增了70條與MMX技術有關的指令。這70條指令分為3組：第1組為8條連續內存數據優化處理指令，采用數據預取技術，減少CPU處理連續數據的中間環節，提高連續數據處理的效率；第2組為50條浮點運算指令，將原來每條指令僅處理1對浮點數據提高到每條指令能處理4對浮點數據，與Pentium Ⅲ微處理器中新增的8個128位浮點寄存器配合，大大提高了浮點運算速度；第3組為12條多媒體處理指令，改進了多媒體處理算法，進一步提高了靜止圖像和視頻處理的能力。

由于Pentium Ⅲ微處理器處理能力的增強，尤其是多媒體處理能力的增強，因此人們使用Pentium Ⅲ微處理器的微機上網時，有更清楚的圖像、效果更好的視頻和三維動畫。

Pentium Ⅲ微處理器還有一個非常重要的特點，每個芯片有128位的獨立ID，即處理器序列號。若微機使用的是Pentium Ⅲ微處理器，那么在網上瀏覽時，可根據ID識別該微機的合法身份，但暴露了該微機的秘密。所以，在有關機密的機構中不能用Pentium Ⅲ微處理器的微機上網。

5.Pentium 4微處理器

Pentium 4微處理器是2000年6月Intel公司推出的微處理器。它采用0.18μm工藝，芯片內部集成了4200萬只晶體管。主頻從最初的1GHz到最新的3.06GHz，計劃最高可達10GHz。總線頻率為100MHz/400MHz。在結構設計上，Pentium 4微處理器有如下特點：

① 流水線由14級提高到20級，為設計更高主頻的微處理器提供了技術準備。

② 采用高級動態執行引擎，為執行單元動態地提供執行指令，防止執行單元的停頓。例如，當必須從內存重新讀取數據而造成執行單元停頓時，動態執行引擎就將不需要等待數據的指令先執行。特點是執行單元永遠不閑，即提高了執行單元的效率。

③ 采用比Pentium Ⅲ微處理器更快的高速緩存技術。

④ 進一步提高了指令執行速度。采用執行跟蹤技術跟蹤指令的執行，減少了由于分支預測失效而帶來的指令恢復時間。

在Pentium Ⅲ微處理器新增指令的基礎上又新增加了多條雙精度浮點運算指令和更強的多媒體處理指令。特別是滿足和提高了MPEG2/MPEG4格式視頻流的解碼回放能力。